组合结构是两种或两种以上的结构材料组合成的结构,部分包裹混凝土(Partially Encased Concrete,以下简称PEC)组合结构是在H型钢的翼缘之间,腹板的两侧浇筑混凝土而成的,也称为半组合结构。PEC结构可以作为办公楼、住宅等多层及高层框架结构的梁、柱构件,其优点是抗火性能好、易于预制化和轻量化、施工比较简单。异形柱结构是以十字型、T型、L型、Z型的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而成的结构,可避免框架柱在室内空间凸出,减少占用建筑空间,改善建筑的观赏性。将PEC结构与异形柱结构结合即为本文所要论述的PEC异形柱结构。目前对于PEC异形柱结构的研究极少,大多数相关研究都是针对单一工字形部分包裹混凝土组合结构。正是由于目前缺乏对PEC异形柱系统的研究,实际工程中难以发挥其优越性,制约了其推广应用。为此,本文对PEC异形柱结构进行了理论分析、有限元分析及试验研究。首先介绍了各规范对于轴心受压极限承载力公式的描述,并用算例对其进行了对比;并针对目前规范没有针对PEC异形柱做具体偏心受压公式规定的情况,经过进行全截面塑性等假定与一定简化,推导了十字型、T型及L型PEC异形柱单向偏心受压公式,可用于截面的初步计算与设计。其次针对十字型PEC异形短柱轴心受压进行了有限元分析及相应构件的试验研究,并对相同尺寸、材料及构造的试件进行了对比分析。共设计了5个试件,控制变量为钢板厚度与拉结筋间距。通过将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了有限元计算的正确性,可利用有限元进行更多影响因素的进一步研究。最后利用有限元模拟对十字型PEC异形柱进行了轴心受压、单向偏心受压与双向偏心受压的影响因素研究。分别考虑了板厚、拉结筋间距、钢材强度、混凝土强度、偏心距、加载角等因素对构件极限承载力及延性的影响。